Estructura de MACI
Indica el nombre que reciben en inglés las diferentes piezas enumeradas del MACI de la figura.
- Colector de escape: exhaust manifold.
- Turbocompresor: turbocharger (o turbocharger / turbocharger unit).
- Cilindro, camisa, lumbreras de barrido: cylinder, liner (sleeve), scavenge ports.
- Pie de biela: connecting rod small end (small end).
- Cabeza de biela: connecting rod big end (big end).
- Cigüeñal: crankshaft.
- Bancada: bedplate.
- Bastidor: frame.
- Biela: connecting rod.
- Vástago del émbolo: piston rod.
- Émbolo: piston.
- Inyector: injector.
Denominación y características del motor
Denomina el motor atendiendo a los diferentes aspectos técnicos de su diseño.
Motor alternativo de combustión interna, en configuración en T, diésel, sobrealimentado. Motor diésel marino lento. (SULZER RTA 96C, 12 cilindros).
Datos numéricos aproximados
Escribe algún dato numérico aproximado (para un número de cilindros) de dimensiones, peso y potencia.
40–30 hp/cilindro, altura 31 pies. 4/12 cilindro, velocidad de pistón 1.370, presión 16120/48360 f.p. a 87 rpm, a 250 psi.
Falda del émbolo: cruceta vs. buzo
¿Por qué es más corta la falda del émbolo del motor de cruceta que la del émbolo de buzo?
Porque en el motor de cruceta la cruceta absorbe las fuerzas laterales (par de vuelco), mientras que en el motor de buzo es el propio pistón el que debe soportar dichas fuerzas, por lo que éste debe tener una mayor superficie de contacto. Las faldas sirven de guía al movimiento y evitan el cabeceo del pistón, reduciendo su desgaste.
Ventajas de una carrera muy larga
¿Qué ventajas aporta utilizar una carrera muy larga?
- Un pistón con una carrera superior al diámetro tiende a obtener un mayor rendimiento desde el punto de vista térmico y volumétrico del cilindro.
- La mayor carrera de combustión puede reducir las emisiones de hidrocarburos sin quemar, con la consiguiente reducción de consumo y contaminación.
Elementos de la culata en motores 4T rápidos
¿Qué elementos lleva la culata de un MEP de 4T rápido?
- Válvula de admisión y válvula de escape.
- Conductos de admisión y escape.
- Bujía (en motores de encendido por chispa; en diésel no).
- Árbol de levas.
- Inyectores (puede o no llevar, según el diseño: diésel de inyección directa o indirecta).
Culata en motores 2T lentos de barrido transversal
¿Y cuáles lleva la de un MEP de dos tiempos lento de barrido transversal?
- Inyectores (en motores diésel).
- No bujías (si es diésel).
- Válvulas de arranque (si procede) y elementos asociados al sistema de inyección y arranque.
Cámara de agua en motores con camisas húmedas
¿Cómo se forma la cámara de agua en un motor con bloque de camisas húmedas?
La cámara de agua queda entre el bloque de cilindros y la propia camisa del cilindro; existe contacto directo entre la camisa y el líquido refrigerante.
Camisas secas
¿Para qué son las camisas secas?
En un motor con camisas secas no existe espacio entre el bloque y la camisa: el líquido refrigerante y la camisa no están en contacto directo. Este tipo de camisa permite ser mecanizada aumentando el diámetro interior un número determinado de veces estipulado por el fabricante.
Bruñido en la superficie interior de la camisa
¿Para qué es el bruñido que se da en la superficie interior de la camisa?
Consiste en afinar el acabado superficial de la camisa dejándola lo suficientemente lisa para evitar un desgaste excesivo de los aros, pero sin ser demasiado lisa para asegurar la adherencia del aceite.
Cierre de la culata sobre el bloque en motores de gran potencia
¿Cómo realiza el cierre de la culata sobre el bloque en un motor de gran potencia?
El cierre se realiza «a hueso», interponiendo un aro metálico entre culata y cilindro que descansa sobre una superficie pulida, sin junta. La fijación se realiza mediante espárragos.
Cierre de culata en motores de automoción
¿Y en uno de automoción?
La fijación también es mediante espárragos, pero se interpone una junta (normalmente flexible, de cartón, metal o combinada) entre la culata y el bloque de cilindros.
Eje de cigüeñales suspendido
¿En qué motores se utiliza el eje de cigüeñales suspendido?
Se usa en motores pequeños, aunque puede provocar importantes deformaciones en los sombreretes.
Apoyo de la bancada
¿Sobre qué se apoya la bancada?
La bancada se fija a través de los polines al casco.
Volante de inercia
¿Para qué es el volante de inercia?
Sirve para hacer un motor más regular incrementando la inercia del sistema cigüeñal-volante, reduciendo las fluctuaciones de par del motor y las vibraciones.
Tirantes
¿Qué son los tirantes?
Espárragos que unen firmemente todo el motor, garantizando la integridad estructural bajo cargas y esfuerzos.
Válvulas de alivio del cárter
¿Para qué son y dónde se montan las válvulas de alivio del cárter?
Sirven para aliviar sobrepresiones en el cárter y posibles explosiones internas. Se montan en el lateral del cárter.
Accionamiento de las válvulas de escape
¿Cómo se acciona el cierre y la apertura de las válvulas de escape de estos motores?
Mediante métodos hidráulicos y neumáticos (además de accionamientos mecánicos convencionales en otros diseños).
Métodos de accionamiento del eje de levas
¿Qué métodos conoces para el accionamiento del eje de levas?
- Engranajes cilíndricos.
- Correa de rodillos o correa dentada.
- Cadenas (no mencionadas en el texto original, pero comunes en muchos diseños).
Ángulos del asiento de las válvulas
¿Para qué son los diferentes ángulos del asiento de válvula?
Se utilizan para asegurar el cierre hermético en función del desgaste de la válvula y para optimizar la distribución de esfuerzos y la estanqueidad.
Por qué las válvulas son postizas y refrigeradas
¿Por qué son postizas y refrigeradas?
Son postizas por el alto desgaste que sufren (se reemplazan). Están refrigeradas para mejorar la evacuación del calor del plato de la válvula mediante contacto y, en algunos diseños, con conductos y materiales específicos.
Refrigeración de la válvula además del asiento
¿Cómo se refrigera la válvula además de por el asiento?
- Por el vástago (transferencia de calor hacia la guía y culata).
- Por la caja de válvulas (conductos y refrigeración de la culata).
- Por el aire fresco que entra en el motor.
- En algunos casos, mediante huecos internos y la introducción de un producto o material adecuado para mejorar la conductividad térmica.
Frecuencia de apertura de la válvula de escape en un 4T a 12.000 rpm
¿Cuántas veces abre por segundo la válvula de escape de un motor 4T a 12.000 rpm?
12.000 rpm = 12.000 / 60 = 200 vueltas por segundo. En un motor de 4 tiempos cada cilindro realiza un ciclo cada 2 vueltas, por tanto hay 100 ciclos por segundo y la válvula de escape abre 100 veces por segundo por cilindro.
Periodo entre aperturas
¿Cada cuánto tiempo se abre?
Período de una revolución a 12.000 rpm = 1 / 200 = 0,005 s. El evento de escape se repite cada 2 vueltas, por tanto cada 0,01 s (10 ms).
Estado de funcionamiento: rebote de válvula
¿Qué sucede en estado de funcionamiento?
Las válvulas pueden sufrir vibraciones y llegar a rebotar en el asiento al cerrarse, lo que impide un cierre correcto y puede causar daños o pérdida de rendimiento.
Soluciones al rebote de válvula
¿Qué soluciones conoces para este problema?
- Aligerar las válvulas para reducir las inercias.
- Modificar o ajustar el árbol de levas, variando los perfiles o los ángulos de las levas para obtener un movimiento más suave.
- Utilizar sistemas de accionamiento más precisos (hidráulicos, neumáticos o electrónicos) que controlen la apertura y cierre.
Mando desmodrómico
Una de ellas es el mando desmodrómico: ¿en qué consiste?
Es un accionamiento de válvulas mediante dos perfiles (o dos levas): uno para la apertura y otro para el cierre, evitando el uso de resortes de cierre y reduciendo el rebote a altas revoluciones.
Sistema de distribución SOHC
¿Qué es un sistema de distribución SOHC?
Motores que disponen de un solo árbol de levas en la culata (Single Overhead Camshaft).
Ventajas del DOHC de calado variable
¿Qué ventajas se obtienen al utilizar el DOHC de calado variable en motores de automoción?
El DOHC (Double Overhead Camshaft) dispone de doble árbol de levas en culata: uno para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Con calado variable se puede optimizar el tiempo y la duración de apertura de las válvulas según régimen de giro, mejorando potencia, consumo y emisiones. Además, las válvulas pueden actuar directamente sobre los asientos o a través de taqués/seguros según diseño.
Variación del alzado según régimen
¿Cómo se puede variar el alzado según el régimen de giro?
Mediante sistemas de alzado variable (VVT/VVL) que cambian el perfil efectivo de la leva o seleccionan diferentes medidas de elevación en función de las rpm y la demanda del motor.
Generación del arco voltaico (chispa)
Explica cómo se genera el arco voltaico (chispa) que enciende la mezcla.
El circuito de encendido es el encargado de producir la chispa eléctrica para provocar la combustión de la mezcla. La bobina es la encargada de generar una alta tensión; es un transformador que convierte la tensión de batería (12 V) en una alta tensión del orden de 12.000 a 15.000 V (o más, según diseño). La alta tensión es conducida hasta la bujía, que genera el arco voltaico (chispa) entre sus electrodos.
Control del punto de chispa
¿Cómo se controla el punto en que salta la chispa?
Mediante la UCE (Unidad de Control Electrónica), que determina el instante de salto de chispa en cada cilindro según sensores (velocidad de motor, temperatura, presión, posición del cigüeñal, etc.).
Avance al encendido y régimen de giro
¿Por qué aumenta el avance al encendido con el régimen de giro?
Porque a altas velocidades de giro el tiempo disponible para que se complete la combustión es menor; por ello se adelanta el encendido para que la combustión alcance su fase útil en el momento adecuado (máximo aprovechamiento de la presión sobre el pistón).
Problemas del ruptor y distribuidor en encendido convencional
¿Qué problemas fundamentales presentan el ruptor y distribuidor de un encendido convencional?
Aparecen fallos de encendido a altas revoluciones y desgaste prematuro de los contactos del ruptor, lo que obliga a mantenimientos frecuentes.
Solución en sistemas de encendido modernos
¿Cómo se ha superado este inconveniente en los sistemas de encendido modernos?
Sustituyendo el ruptor por un generador de impulsos (sensor) que puede ser de tipo inductivo o de efecto Hall. El resto del distribuidor puede mantenerse, pero el condensador y los contactos mecánicos se eliminan o reducen al mínimo, incrementando fiabilidad y reduciendo mantenimiento.
Mando electrohidráulico (motores camless)
¿En qué consiste el mando electrohidráulico de los futuros motores camless y cuáles son sus ventajas?
No necesita árbol de levas; las aperturas de las válvulas se realizan electrónicamente mediante actuadores hidráulicos o neumáticos controlados. Las ventajas incluyen la posibilidad de variar en todo momento la sincronización, duración y alzado de las válvulas según las rpm y las necesidades de carga, optimizando rendimiento y emisiones.
Uso del sistema OHV en motores industriales
¿Por qué se usa el OHV en los motores industriales?
OHV (Overhead Valves) se usa por su sencillez y robustez. Son motores diseñados para funcionar a un número de rpm constantes y requieren soluciones fiables y de fácil mantenimiento.
Holgura entre la cola de la válvula y el balancín
¿Por qué existe en estos una holgura entre la cola de las válvulas y el balancín?
Por las dilataciones térmicas que sufren los componentes.
Variación y control de la holgura
¿Por qué varía y por qué hay que controlar esa distancia?
La holgura varía según la válvula (escape o admisión). La holgura es mayor en la válvula de escape porque soporta temperaturas más altas y dilata más. Hay que controlarla para que las aperturas y cierres se produzcan en el instante indicado y evitar pérdidas de rendimiento o daños.
Chispas por segundo en motores 2T y 4T
¿Cuántas chispas por segundo saltan en un MEP 2T de 2 cilindros a 10.800 rpm?
10.800 rpm = 10.800 / 60 = 180 vueltas por segundo. En un motor de 2 tiempos la bujía salta una chispa por revolución en cada cilindro, por tanto: 180 * 2 = 360 chispas por segundo (para 2 cilindros).
¿Y cuántas saltan en un MEP 4T de 6 cilindros a 7.200 rpm?
7.200 rpm = 7.200 / 60 = 120 vueltas por segundo. En un motor de 4 tiempos cada cilindro da una chispa cada 2 revoluciones, por tanto 120 / 2 = 60 chispas por segundo por cilindro. Para 6 cilindros: 60 * 6 = 360 chispas por segundo.